Руководство пилота по аэронавтике » Глава 4. Аэродинамика полета » Основные принципы воздушного винта » Асимметричная погрузка (P-фактор)

Асимметричная погрузка (P-фактор)

Asymmetric Loading (P-Factor)

Когда самолет летит с большим УА, лопасть винта, которая двигается вниз «захватывает» больше воздуха, чем лопасть двигающаяся вверх. Это смещает центр тяги вправо на плоскости вращения воздушного винта, вызывая момент рысканья влево вокруг вертикальной оси самолета. Доказать это утверждение сложно, потому что для этого необходимо рассмотреть набегающий поток на каждой лопасти с учетом и УА самолета и УА каждой лопасти.

Такая асимметричная нагрузка вызывается результирующей скоростью, которая образуется комбинацией скорости вращения лопасти винта в плоскости вращения и скорости воздуха, проходящего горизонтально через винт. У самолета, летящего с положительном УА, правая (если смотреть сзади) или идущая вниз лопасть, проходит через область воздуха, имеющего скорость большую, чем у левой лопасти или той, которая поднимается вверх. Так как лопасть винта есть аэродинамическая поверхность, то с увеличением скорости, увеличивается и подъемная сила. Перемещающаяся вниз лопасть создает больше подъемной силы и стремится тянуть (отклонять от курса) нос самолета влево.

Когда самолет летит с большим УА, нисходящая лопасть имеет более высокую итоговую скорость и создает больше подъемной силы, чем восходящая лопасть. [Рисунок 4-43]. Это легче понять, если представить, что вал винта установлен перпендикулярно плоскости земли (как на вертолете). Если бы не было никакого движения воздуха, за исключением того, что производит сам винт, то у одних и тех же частей лопастей будут одни и те же скорости. При наличии горизонтального потока воздуха, проходящего через установленный таким образом винт, у лопасти, двигающейся навстречу потоку воздуха будет более высокая воздушная скорость, чем у лопасти двигающейся спутно потоку. Таким образом, лопасть, которая двигается навстречу, создает больше подъемной силы или тяги, перемещая центр тяги к себе. Теперь представьте такой вертикально установленный воздушный винт не с горизонтальным потоком воздуха, а под небольшим углом (как на самолете). Неуравновешенная тяга тогда пропорционально уменьшается, пока вовсе не исчезнет, когда вал воздушного винта не станет полностью горизонтален набегающему потоку воздуха.

Рисунок 4-43. Асимметричная нагрузка на винт (P-фактор).

Влияние каждого из четырех рассмотренных факторов, приводящих к возникновению вращающего момента, изменяются с изменениями полетной ситуации. В одной фазе полета один из этих факторов может быть более заметен, чем другой. В другой фазе полета другой фактор может быть более заметным. Соотношение этих факторов друг к другу меняются в зависимости от формы корпуса, двигателя, и воздушного винта, и от других конструктивных особенностей. Чтобы поддержать надежное управление самолета во всех условиях полета, пилот должен применять средства управления полетом по мере необходимости, нивелируя эти

When an aircraft is flying with a high AOA, the “bite” of the downward moving blade is greater than the “bite” of the upward moving blade. This moves the center of thrust to the right of the prop disc area, causing a yawing moment toward the left around the vertical axis. To prove this explanation is complex because it would be necessary to work wind vector problems on each blade while considering both the AOA of the aircraft and the AOA of each blade.

This asymmetric loading is caused by the resultant velocity, which is generated by the combination of the velocity of the propeller blade in its plane of rotation and the velocity of the air passing horizontally through the propeller disc. With the aircraft being flown at positive AOAs, the right (viewed from the rear) or downswinging blade, is passing through an area of resultant velocity which is greater than that affecting the left or upswinging blade. Since the propeller blade is an airfoil, increased velocity means increased lift. The downswinging blade has more lift and tends to pull (yaw) the aircraft’s nose to the left.

When the aircraft is flying at a high AOA, the downward moving blade has a higher resultant velocity, creating more lift than the upward moving blade. [Figure 4-43] This might be easier to visualize if the propeller shaft was mounted perpendicular to the ground (like a helicopter). If there were no air movement at all, except that generated by the propeller itself, identical sections of each blade would have the same airspeed. With air moving horizontally across this vertically mounted propeller, the blade proceeding forward into the flow of air has a higher airspeed than the blade retreating with the airflow. Thus, the blade proceeding into the horizontal airflow is creating more lift, or thrust, moving the center of thrust toward that blade. Visualize rotating the vertically mounted propeller shaft to shallower angles relative to the moving air (as on an aircraft). This unbalanced thrust then becomes proportionately smaller and continues getting smaller until it reaches the value of zero when the propeller shaft is exactly horizontal in relation to the moving air.

Figure 4-43. Asymmetrical loading of propeller (P-factor).

The effects of each of these four elements of torque vary in value with changes in flight situations. In one phase of flight, one of these elements may be more prominent than another. In another phase of flight, another element may be more prominent. The relationship of these values to each other varies with different aircraft—depending on the airframe, engine, and propeller combinations, as well as other design features. To maintain positive control of the aircraft in all flight conditions, the pilot must apply the flight controls as necessary to compensate for these varying values.


Система Orphus